數(shù)向量積分值。
[0057] 步驟Slll，分別對所述第二實(shí)數(shù)向量序列和所述第二虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾 波，生成第二實(shí)數(shù)向量濾波序列和第二虛數(shù)向量濾波序列。
[0058] 步驟Sl 12,對所述第二實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述第二虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分 運(yùn)算，生成第二實(shí)數(shù)向量積分值和第二虛數(shù)向量積分值。
[0059] 步驟S113,根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛數(shù)向量積分值與所述第一實(shí) 數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為第一幅值。
[0060] 步驟S114,根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第二虛數(shù)向量積分值與所述第 二實(shí)數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為第二幅值。
[0061] 步驟S115,根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一幅值、所述第二幅值和調(diào)幅頻率 轉(zhuǎn)換為所述電力信號的頻率。
[0062] 本實(shí)施方式，根據(jù)預(yù)設(shè)信號時(shí)間長度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對電力信號進(jìn)行采樣，獲得 輸入信號序列；測量所述輸入信號序列的頻率，得到所述電力信號的初步頻率，并以所述 初步頻率為參考頻率對輸入信號序列和所述輸入信號序列的π /2移相序列相加減，得到 幅值隨輸入信號頻率變化的兩個(gè)幅值調(diào)制序列；通過分別對所述兩個(gè)幅值調(diào)制序列進(jìn)行混 頻、濾波以及積分，進(jìn)而獲取所述兩個(gè)幅值調(diào)制序列的幅值，進(jìn)行頻率測量。通過1/2JI移 相序列的幅值調(diào)制可有效抑制噪聲或衰減次諧波和分次諧波干擾，通過數(shù)字濾波可抑制虛 數(shù)向量序列和實(shí)數(shù)向量序列中的混頻干擾成分，得到高精度的虛數(shù)向量積分值和實(shí)數(shù)向量 積分值，進(jìn)而最終獲得精度較高的電力信號頻率，并且能夠進(jìn)行以1個(gè)采樣間隔為距離的 連續(xù)頻率測量。
[0063] 其中，對于步驟S101，可通過電網(wǎng)領(lǐng)域的采樣設(shè)備對所述電力信號進(jìn)行采樣，獲得 輸入信號序列。
[0064] 優(yōu)選地，為了保證一定的頻率測量實(shí)時(shí)性，電力系統(tǒng)頻率通常指信號在時(shí)間長度 0. 2s的平均頻率，可取時(shí)間長度等于0. 2s。
[0065] 進(jìn)一步地，電力系統(tǒng)額定頻率50Hz，為了提高性能，采樣頻率應(yīng)遠(yuǎn)大于50Hz，優(yōu)選 地，設(shè)置采樣頻率等于fn= ΙΟΚΗζ，采樣間隔表達(dá)為式（1):
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 根據(jù)預(yù)設(shè)信號時(shí)間長度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對電力信號進(jìn)行采樣，獲得輸入信號序列； 對所述輸入信號序列進(jìn)行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率，以所述初步頻率 給定參考頻率 根據(jù)預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)換規(guī)則將所述預(yù)設(shè)采樣頻率轉(zhuǎn)換為所述參考頻率在JT /2移相的采 樣間隔整數(shù)，生成π/2序列長度； 根據(jù)預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述π /2序列長度和所述預(yù)設(shè)采樣頻率轉(zhuǎn)換為調(diào)幅頻 率； 將所述輸入信號序列與所述輸入信號序列在所述π /2序列長度的移相序列相加，生 成幅值隨輸入信號頻率變化的第一幅值調(diào)制序列； 將所述輸入信號序列與所述輸入信號序列在所述π/2序列長度的移相序列相減，生 成幅值隨輸入信號頻率變化的第二幅值調(diào)制序列； 將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述第一幅值調(diào)制序 列相乘，生成第一實(shí)數(shù)向量序列和第一虛數(shù)向量序列； 將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述第二幅值調(diào)制序 列相乘，生成第二實(shí)數(shù)向量序列和第二虛數(shù)向量序列； 分別對所述第一實(shí)數(shù)向量序列和所述第一虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成第一實(shí)數(shù) 向量濾波序列和第一虛數(shù)向量濾波序列； 分別對所述第一實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述第一虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成 第一實(shí)數(shù)向量積分值和第一虛數(shù)向量積分值； 分別對所述第二實(shí)數(shù)向量序列和所述第二虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成第二實(shí)數(shù) 向量濾波序列和第二虛數(shù)向量濾波序列； 對所述第二實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述第二虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成第二 實(shí)數(shù)向量積分值和第二虛數(shù)向量積分值； 根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛數(shù)向量積分值與所述第一實(shí)數(shù)向量積分值轉(zhuǎn) 換為第一幅值； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第二虛數(shù)向量積分值與所述第二實(shí)數(shù)向量積分 值轉(zhuǎn)換為第二幅值； 根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一幅值、所述第二幅值和調(diào)幅頻率轉(zhuǎn)換為所述電 力信號的頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測方法，其特征在于，根據(jù) 預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述π /2序列長度和所述預(yù)設(shè)采樣頻率轉(zhuǎn)換為調(diào)幅頻率的步驟 包括以下步驟： 獲取所述預(yù)設(shè)采樣頻率與所述π /2序列長度的比值； 獲取所述比值與π/2的乘積為所述調(diào)幅頻率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測方法，其特征在于，據(jù)預(yù) 設(shè)的第一轉(zhuǎn)換規(guī)則將所述預(yù)設(shè)采樣頻率轉(zhuǎn)換為所述參考頻率在π /2移相的采樣間隔整 數(shù)，生成π/2序列長度的步驟包括以下步驟： 獲取所述預(yù)設(shè)采樣頻率與所述初步頻率的比值； 對所述比值與π/2的乘積向下取整為最接近的整數(shù)，生成所述31/2序列長度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測方法，其特征在于，根據(jù) 預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛數(shù)向量積分值與所述第一實(shí)數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為第一 幅值的步驟包括以下步驟： 獲取所述虛數(shù)向量積分值與所述實(shí)數(shù)向量積分值的平方和，生成平方和參數(shù)； 對所述平方和參數(shù)進(jìn)行開根運(yùn)算，生成所述第一幅值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測方法，其 特征在于，根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一幅值、所述第二幅值和調(diào)幅頻率轉(zhuǎn)換為所 述電力信號的頻率的步驟包括以下步驟： 獲取所述第二幅值與所述第一幅值的比值，生成幅值比值； 獲取所述幅值比值的反正切函數(shù)值； 獲取所述反正切函數(shù)值與所述調(diào)幅頻率的乘積，生成乘積參數(shù)； 獲取所述乘積參數(shù)與η的比值的4倍，生成所述電力信號的頻率。
6. -種基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括： 采樣模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)信號時(shí)間長度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對電力信號進(jìn)行采樣，獲得輸 入信號序列； 初步頻率模塊，用于對所述輸入信號序列進(jìn)行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻 率，以所述初步頻率給定參考頻率； π /2序列長度模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)換規(guī)則將所述預(yù)設(shè)采樣頻率轉(zhuǎn)換為所述參 考頻率在π /2移相的采樣間隔整數(shù)，生成π /2序列長度； 調(diào)幅頻率模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述π /2序列長度和所述預(yù)設(shè)采樣 頻率轉(zhuǎn)換為調(diào)幅頻率； 第一幅值調(diào)制模塊，用于將所述輸入信號序列與所述輸入信號序列在所述π/2序列 長度的移相序列相加，生成幅值隨輸入信號頻率變化的第一幅值調(diào)制序列； 第二幅值調(diào)制模塊，用于將所述輸入信號序列與所述輸入信號序列在所述π/2序列 長度的移相序列相減，生成幅值隨輸入信號頻率變化的第二幅值調(diào)制序列； 第一向量序列生成模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù) 分別與所述第一幅值調(diào)制序列相乘，生成第一實(shí)數(shù)向量序列和第一虛數(shù)向量序列； 第二向量序列生成模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù) 分別與所述第二幅值調(diào)制序列相乘，生成第二實(shí)數(shù)向量序列和第二虛數(shù)向量序列； 第一向量濾波序列生成模塊，用于分別對所述第一實(shí)數(shù)向量序列和所述第一虛數(shù)向量 序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成第一實(shí)數(shù)向量濾波序列和第一虛數(shù)向量濾波序列； 第一向量積分值生成模塊，用于分別對所述第一實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述第一虛數(shù)向 量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成第一實(shí)數(shù)向量積分值和第一虛數(shù)向量積分值； 第二向量濾波序列生成模塊，用于分別對所述第二實(shí)數(shù)向量序列和所述第二虛數(shù)向量 序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成第二實(shí)數(shù)向量濾波序列和第二虛數(shù)向量濾波序列； 第二向量積分值生成模塊，用于對所述第二實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述第二虛數(shù)向量濾 波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成第二實(shí)數(shù)向量積分值和第二虛數(shù)向量積分值； 第一幅值模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛數(shù)向量積分值與所述第 一實(shí)數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為第一幅值； 第二幅值模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第二虛數(shù)向量積分值與所 述第二實(shí)數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為第二幅值； 頻率測量模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一幅值、所述第二幅值和調(diào)幅 頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號的頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述 調(diào)幅頻率模塊還用于獲取所述預(yù)設(shè)采樣頻率與所述π /2序列長度的比值；獲取所述比值 與π/2的乘積為所述調(diào)幅頻率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述 π /2序列長度模塊還用于獲取所述預(yù)設(shè)采樣頻率與所述初步頻率的比值；對所述比值與 π /2的乘積向下取整為最接近的整數(shù)，生成所述π /2序列長度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一幅值模塊還用于獲取所述第一虛數(shù)向量積分值與所述第一實(shí)數(shù)向量積分值的平方和， 生成平方和參數(shù)；對所述平方和參數(shù)進(jìn)行開根運(yùn)算，生成所述第一幅值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測系統(tǒng)，其 特征在于，所述頻率測量模塊還用于： 獲取所述第二幅值與所述第一幅值的比值，生成幅值比值； 獲取所述幅值比值的反正切函數(shù)值； 獲取所述反正切函數(shù)值與所述調(diào)幅頻率的乘積，生成乘積參數(shù)； 獲取所述乘積參數(shù)與η的比值的4倍，生成所述電力信號的頻率。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于幅值調(diào)制的電力信號頻率檢測方法和系統(tǒng)，所述方法包括：根據(jù)預(yù)設(shè)信號時(shí)間長度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對電力信號進(jìn)行采樣，獲得輸入信號序列；測量所述輸入信號序列的頻率，得到所述電力信號的初步頻率，并以所述初步頻率為參考頻率對輸入信號序列和所述輸入信號序列的π/2移相序列相加減，得到幅值隨輸入信號頻率變化的兩個(gè)幅值調(diào)制序列；通過分別對所述兩個(gè)幅值調(diào)制序列進(jìn)行混頻、濾波以及積分，進(jìn)而獲取所述兩個(gè)幅值調(diào)制序列的幅值，進(jìn)行頻率測量。實(shí)施本發(fā)明，可獲得較高精度的頻率測量結(jié)果。
【IPC分類】G01R23-02
【公開號】CN104635044
【申請?zhí)枴緾N201510061089
【發(fā)明人】李軍, 王越超
【申請人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月5日